Cao su và graphene nhàu là chìa khóa cho cơ nhân tạo mới

Dù có nhiều thuộc tính kỳ diệu nhưng thiên hướng dính vào nhau và khó làm phẳng khi bị nhàu có thể khiến việc xử lý graphene rất khó khăn và hạn chế ứng dụng của nó. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Duke vừa phát hiện ra rằng bằng cách dính graphen vào một tấm film mỏng polymer kéo được giãn, họ có thể làm nhàu và sau đó duỗi vật liệu ra, dẫn đến các thuộc tính mang nó đến với nhiều ứng dụng rộng hơn, bao gồm cả cơ nhân tạo.

.Crumpled_graphene_small

Grphene nhàu nhò được xếp lớp trên một tấm polyme. Ảnh: Đại học Duke

Trước khi dán graphene vào tấm film cao su, đầu tiên các nhà nghiên cứu kéo giãn tấm film nhiều lần so với kích thước ban đầu của nó. Sau đó graphene được dính vào và khi nó co lại, lớp graphen bị ép và nhàu. Điều này khiến một phần graphene bị tách ra khỏi lớp cao su và tạo ra kiểu hoa văn tách-dính có kích thước vài nanomet. Chính cấu trúc này cho phép graphen duỗi ra khi lớp cao su được kéo lần nữa.

Các nhà nghiên cứu cho hay bằng cách làm nhàu và kéo giãn, họ có thể điều chỉnh graphene từ mờ đục sang trong suốt. Ngoài ra, các tấm film polyme khác nhau có thể cho các thuộc tính khác nhau. Đó bao gồm vật liệu mềm đóng vai trò là cơ nhân tạo. Khi dòng điện được áp vào, vật liệu mở rộng và khi dòng điện bị ngắt, nó co vào. Nhóm nghiên cứu có thể kiểm soát mức độ co và giãn theo các mức điện thế khác nhau.

“Cơ nhân tạo mới sẽ có cho phép các công nghệ đa dạng từ robot đến cấp thuốc rồi thu và lưu trữ năng lượng,” Xuanhe Zhao, phó giáo sư tại trường kỹ thuật Pratt nói. “Đặc biệt, nó hứa hẹn cải thiện đáng kể chất lượng cuộc sống cho hàng triệu người tàn tật bằng các cách cung cấp các thiết bị giá phải chăng như chi giả nhẹ và màn hình hiển thị đầy đủ chữ Braille. Ảnh hưởng của cơ nhân tạo mới có tiềm năng tương tự với ảnh hưởng của vật liệu áp điện với xã hội toàn cầu.”

Hiện tại cơ nhân tạo trên robot hầu hết là loại dùng hơi, tức là lệ thuộc vào khí nén để làm việc. Tuy nhiên, rất ít robot dùng cơ loại này vì chúng không thể điều khiển chính xác như motor điện. Có thể các robot tương lai có thể dùng grahene cao su hóa này và các loại vật liệu thay thế dựa trên carbon khác như là một loại mô cơ sẽ tái tạo gần giống hơn với cơ sinh học.

 

 

Comments

comments